桥涵水文图文PPT课件

1、 水文学水文学是研究地球上水的存在、循环、分布和它在地面、地下运动规律的科学。 水文学水文气象学水文地质学地表水文学水文测验学工程水文学水文地理学普通水文学1.1 1.1 水文学与桥涵水文学水文学与桥涵水文学第1页/共65页|工程水文学是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益、为国民经济建设服务的学科。|桥涵水文学是工程水文学的分支则，是服务于桥涵工程的规划、设计、施工、养护，主要叙述水循环从降水到径流这一过程中，关于地面径流 (特别是河流中的洪峰流量洪峰流量)的形成、观测和以设计洪峰流量为主的分析计算等内容。 第2页/共65页赵州桥赵州桥：建于隋代大业年间（公：建于隋代大业年间（公元元6

2、05605618618年），由著名匠师李年），由著名匠师李春设计和建造，距今已有约春设计和建造，距今已有约14001400年的历史，是当今世界上现存最年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。桥。 赵州桥是一座空腹式的圆弧形赵州桥是一座空腹式的圆弧形敞肩石拱桥，全长敞肩石拱桥，全长64m64m，净跨，净跨37m, 37m, 宽宽9m9m，拱矢高度，拱矢高度7.23m7.23m，在拱，在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹拱，这样既能减轻桥身自重，节圈两肩各设有二个跨度不等的腹拱，这样既能减轻桥身自重，节省材料，又便于排洪、增加美观。省材料，又便于排洪、增

3、加美观。 第3页/共65页灞河桥灞河桥：始建于秦，经汉、隋、：始建于秦，经汉、隋、唐、宋、元、明清等八个朝代，唐、宋、元、明清等八个朝代，历时历时18001800多年，前后遭十几次洪多年，前后遭十几次洪水毁坏，经十几次大修或重建，水毁坏，经十几次大修或重建，直到清道光直到清道光1313年（年（18331833），重建），重建的桥梁才较完整地保存下来。的桥梁才较完整地保存下来。第4页/共65页赵州桥与灞河桥之对比：赵州桥与灞河桥之对比：赵州桥桥长赵州桥桥长64m64m，净跨，净跨37m37m，单跨。单跨。平直稳定性河段、单式断平直稳定性河段、单式断面，河床稳定面，河床稳定13001300多年，经

4、历了多年，经历了1010次水次水灾，灾，8 8次战乱和多次地震，次战乱和多次地震，屹立于世。屹立于世。 赵州桥灞河桥净跨灞河桥净跨400m400m，多孔，多孔，共共6767孔。孔。山前变迁型不稳定性河段，山前变迁型不稳定性河段，洪水涨落迅猛，河床变形剧洪水涨落迅猛，河床变形剧烈。烈。18001800多年，前后遭十几次多年，前后遭十几次洪水毁坏，经十几次大修或洪水毁坏，经十几次大修或重建。重建。灞河桥第5页/共65页1 1、跨河构筑物过河点的选择与确定、跨河构筑物过河点的选择与确定 一条天然河流，由发源地到入海口或大河汇入口，河流全程流量不同，流速不同，所经地域地质条件不同，河流各部分的平面形态

5、也各不相同。因此，不同河流会有不同的稳定程度，不同地区的河流会有不同的稳定程度，同一条河流的不同河段也会有不同的稳定程度。 本课程分析了各种不同河段的稳定程度及变化特点，从河床水文泥沙变化规律出发，论述跨河构筑物过河点（桥位）的选择原则与确定方法。 1.2 1.2 桥涵水文学研究内容桥涵水文学研究内容 第6页/共65页2 2、设计流量的确定、设计流量的确定 在地球表面流动的河流，无论是大江、大河，还是细流小溪，通过某一河床断面的流量无时不在变化着。通常在雨季或融雪季节会发生洪峰，在雨量较少的旱季或冬季，河床断面的水流通过量会减少，甚至断流。另外，每一年或某一个时间段内通过某一河床断面的最大流量

6、也是不相同的，通常，丰水年或雨季相对集中的年份年最大流量较大，枯水年或雨季较长的年份年最大流量较小。 （）河床任一断面某一洪峰流量的确定方法；（）河床任一断面某一洪峰流量的确定方法；（）年最大洪峰流量是变化的，在研究或计算洪峰流（）年最大洪峰流量是变化的，在研究或计算洪峰流量时取的代表年限越长，对应的最大洪峰流量越大。本量时取的代表年限越长，对应的最大洪峰流量越大。本课程将解决设计流量的确定方法。课程将解决设计流量的确定方法。 1.2 1.2 桥涵水文学研究内容桥涵水文学研究内容 第7页/共65页3 3、跨河构筑物孔径的确定 需满足通航要求需满足通航要求满足宣泄洪水的要求满足宣泄洪水的要求（）

7、跨河构筑物的跨径（两桥台前缘之间的距离）及桥孔的布置方法；（）跨河构筑物的高度设置。 1.2 1.2 桥涵水文学研究内容桥涵水文学研究内容 第8页/共65页桥梁墩台冲刷问题桥梁墩台冲刷问题 4 4、跨河构筑物基础埋深 (1)河床断面的冲淤规律;(2) 河床部位冲刷深度值的计算及设计取值。(3)墩台基础埋置深度 5 5、河道中调治构筑物的设计 1.2 1.2 桥涵水文学研究内容桥涵水文学研究内容 第9页/共65页u 水文学基础知识（水文学基础知识（2 2、3 3、4 4章）章）u 大中桥孔径计算（第大中桥孔径计算（第6 6章）章）u 桥梁墩台冲刷计算（第桥梁墩台冲刷计算（第7 7章）章）u 桥位

8、勘测、桥位选择及调治构造物布设（桥位勘测、桥位选择及调治构造物布设（8 8、9 9、1010）1.3 1.3 本课程内容安排本课程内容安排 第10页/共65页u 按时参加课堂学习，遵守课堂纪律；按时参加课堂学习，遵守课堂纪律；u 积极参与课堂讨论；积极参与课堂讨论；u 独立完成课程作业；独立完成课程作业；u 考核成绩构成：期末试卷占考核成绩构成：期末试卷占70%70%，平时成绩占，平时成绩占30%30%。 1.4 1.4 本课程学习要求本课程学习要求 第11页/共65页2.1 河流和流域河流和流域2.2 径流形成径流形成2.3 水文测验水文测验2.4 水文资料的搜集和整理水文资料的搜集和整理第

9、二章第二章 河川径流河川径流第12页/共65页 一、河流一、河流2.1 2.1 河流和流域河流和流域第13页/共65页&几个名词概念几个名词概念?地面径流：地面径流：?河川径流：河川径流：河流河流、河谷河谷、河床河床?水系水系?干流、支流干流、支流?河源、河口河源、河口& 河流的形成和分段河流的形成和分段降落到地面的雨水，除部分被植被截留和蒸发外，在重力降落到地面的雨水，除部分被植被截留和蒸发外，在重力作用下，一部分渗入地下，在含水层中流动形成地下径流，作用下，一部分渗入地下，在含水层中流动形成地下径流，一部分沿地面流动形成地面径流。在地表径流长期侵蚀下，一部分沿地面流动形成地

10、面径流。在地表径流长期侵蚀下，地表重成沟壑，形成小溪，最后汇集而成河流。地表重成沟壑，形成小溪，最后汇集而成河流。第14页/共65页 脉络相通的大小河流构成的系统，称为水系。水系中直接流入海洋、湖泊的河流称为干流，流入干流的河流称为支流。 河流的干流上，开始具有表面水流的地方称为河源；河流流入海洋、湖泊或干流的地方称为河口。 一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同性质，划分为上游、中游和下游。& 河流的形成和分段河流的形成和分段第15页/共65页 上游：河流的最上端，紧接河源，多处于深山峡谷中，坡陡流急，河谷下切强烈，流量与水位变化大，常有急滩或瀑布，河底纵断面多呈阶梯型。 中

11、游：河流的中间段，两岸多为丘陵，河床坡度较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。 下游：河流的最下段，一般处于平原区，河槽宽阔，流量较大，流速和坡度都较小，冲淤作用明显，浅滩和河湾较多。长江上游长江下游& 河流的形成和分段河流的形成和分段第16页/共65页?河流断面河流断面：可以表示河床的形态特征，包括横断面和纵：可以表示河床的形态特征，包括横断面和纵断面断面v横断面横断面 ：垂直水流方向的断面；：垂直水流方向的断面； 河流横断面能表明河床的横向变化；河流横断面能表明河床的横向变化； 根据断面的根据断面的构造特征构造特征横断面分类横断面分类单式断面：单式断面：只有河槽而无河滩

12、只有河槽而无河滩复式断面：复式断面：既有河槽又有河滩既有河槽又有河滩&河流的基本特征河流的基本特征河流断面、河流长度、河流比降河流断面、河流长度、河流比降第17页/共65页河床河床 河滩河滩 河槽河槽 边滩：边滩：河槽中两岸较高的，可移动的河槽中两岸较高的，可移动的泥沙堆泥沙堆 主槽：主槽：河槽中除去河滩余下的部分河槽中除去河滩余下的部分 河槽河槽的特点：河槽是宣泄洪水，输送泥沙的主要通道，植被的特点：河槽是宣泄洪水，输送泥沙的主要通道，植被不容易生长，洪水期有底沙运动不容易生长，洪水期有底沙运动河滩河滩的特点：河滩指两侧洪水溢漫的滩地，通常长有草类、的特点：河滩指两侧洪水溢漫的滩地，

13、通常长有草类、树木或农作物，被洪水淹没的次数较少，无底树木或农作物，被洪水淹没的次数较少，无底沙运动沙运动&河流的基本特征河流的基本特征第18页/共65页?河流断面河流断面：可以表示河床的形态特征：可以表示河床的形态特征v横断面横断面 ：垂直水流方向的断面；：垂直水流方向的断面； 河流横断面能表明河床的横向变化；河流横断面能表明河床的横向变化； v纵断面纵断面：沿河流中泓线的断面；：沿河流中泓线的断面； 河流纵断面能反映河床的沿线高程；河流纵断面能反映河床的沿线高程；中泓线中泓线：河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线，：河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线，也称深弘线。也称深弘

14、线。注：由于受到水流与河床的相互作用，河流纵断面的形状随时间总是注：由于受到水流与河床的相互作用，河流纵断面的形状随时间总是在不断变化在不断变化&河流的基本特征河流的基本特征第19页/共65页&河流的基本特征河流的基本特征?河流长度河流长度：指河源到河口的距离指河源到河口的距离 近似的河流长度计算方法近似的河流长度计算方法 ：在地形图上画出河道深泓线，用两脚圆：在地形图上画出河道深泓线，用两脚圆规逐渐测量规逐渐测量 ?河流比降：河流比降：中泓线上单位长度内的水面或河底落差中泓线上单位长度内的水面或河底落差比降计算公式比降计算公式lHlHHi12河流比降河流比降一般自河源向河口逐

15、渐减小，沿程各河段的比降都不相同平均比降平均比降计算公式计算公式2112121211LlHlHHlHHlHHinnnnnn图2-1-3河底比降河底比降与与水面比降水面比降相相比比较稳定，水面比降比比较稳定，水面比降水不同的水位而变化水不同的水位而变化第20页/共65页流域：某一河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域流域：某一河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域分水线：流域四周地面最高点的连线称为分水线分水线：流域四周地面最高点的连线称为分水线流域面积：指流域分水线所包围的平面面积（流域面积：指流域分水线所包围的平面面积（kmkm2 2）& 二、流域二、流域第21页/共65页 流域是河

16、水的补给源地，流域的特征直接影响河川径流域是河水的补给源地，流域的特征直接影响河川径流的形成和变化过程。流的形成和变化过程。& 流域的特征流域的特征流域的流域的特征特征几何特征几何特征自然地理自然地理特征特征流域面积的大小流域面积的大小流域形状流域形状流域的地理位置流域的地理位置流域的地形流域的地形第22页/共65页顺直微弯性河段顺直微弯性河段分汊性河段分汊性河段弯曲性河段弯曲性河段游荡性河段游荡性河段宽滩性河段宽滩性河段稳定性河段稳定性河段次稳定性河段次稳定性河段不稳定河段不稳定河段河段分类河段分类按地区划分按地区划分按形态划分按形态划分按稳定程度按稳定程度划分划分山区河流山区河流山

17、前区河流山前区河流平原河流平原河流河口段河口段山区河流平原河流&河流与河段分类河流与河段分类第23页/共65页1 1 山区河流山区河流 山区河流流经地势高峻，地形复杂的山区。 河谷是在漫长的历史过程中，由于水流不断的纵向切割和横向拓宽而逐步形成，河谷断面为发育不完全的”V”字形或“U”字形，断面狭窄。 山区河流沿程多为峡谷段与开阔段相间，平面形态极为复杂，两岸与河心常有巨石突出，急弯、卡口比比皆是；纵断面陡险，急滩、深潭上下交错，常呈台阶状。 山区河流的特点：流域内坡面陡峭，岩石裸露，洪水暴涨暴落，水山区河流的特点：流域内坡面陡峭，岩石裸露，洪水暴涨暴落，水位和流量变幅极大，但洪水持续

18、时间不长；河流比降和流速都很大，位和流量变幅极大，但洪水持续时间不长；河流比降和流速都很大，水流流态紊乱；河床多为基岩、乱石或卵石组成，河床较稳定。水流流态紊乱；河床多为基岩、乱石或卵石组成，河床较稳定。U字谷V字谷&河流与河段分类河流与河段分类第24页/共65页2 平原河流 平原河流流经地势平坦的平原地区，河流形成过程主要表现为泥沙的堆积作用，形成厚达数十米至数百米的的冲击层。 平原河流的河谷多为发育完全的形态。其特点是具有宽阔的河滩，洪水时河滩被淹没，中水或枯水时则露出水面以上。 平原河流的河槽土质松软，往往一侧被流水冲刷侵蚀，另一侧淤积成边滩。河槽中，由于水流与河床的相互作用，常

19、形成一系列的泥沙冲积体。 平原河流的流域面积一般比较大，汇流时间长，河床开阔，调蓄作用大。 平原河流按平面形状及演变过程，分为顺直微弯型、弯曲型、分汊型、散乱型四种类型河段。&河流与河段分类河流与河段分类第25页/共65页 1）顺直微弯型（边滩平移型）河段 河槽顺直，边滩呈犬牙交错分布，并在洪水期向下游平移。&河流与河段分类河流与河段分类第26页/共65页 2）弯曲型（蜿蜒型）河段 中水河槽具有弯曲形状，深槽紧靠凹岸，边滩依附凸岸，凹岸冲蚀，凸岸淤积，河槽向下游蜿蜒蛇行。&河流与河段分类河流与河段分类第27页/共65页 3） 分汊型（交替消长型）河段 中水河槽分汊，两股

20、汊道周期性的交替消长。&河流与河段分类河流与河段分类第28页/共65页 4 散乱型（游荡型）河段 河槽宽浅，沙滩密布，河床急剧变化，主流摆动频繁。&河流与河段分类河流与河段分类第29页/共65页2.2 2.2 径流的形成径流的形成第30页/共65页 流域内，自降水开始到水量流过出口断面为止的整个流域内，自降水开始到水量流过出口断面为止的整个过程称为过程称为径流形成过程径流形成过程. .& 径流形成过程径流形成过程径流形径流形成过程成过程降雨过程：降雨过程：降雨量对径流量的大小起决定性作用。降雨量对径流量的大小起决定性作用。 降雨量用降雨强度表示降雨量用降雨强度表示 单位

21、时间内的降雨量称为降雨强度单位时间内的降雨量称为降雨强度流域蓄渗流域蓄渗：降雨开始时，并不立即形成径流。雨水一部分被降雨开始时，并不立即形成径流。雨水一部分被植物截留，一部分渗入土壤中，一部分被蓄留在植物截留，一部分渗入土壤中，一部分被蓄留在坡面的坑洼里。这一阶段称为坡面的坑洼里。这一阶段称为流域蓄渗过程坡面漫流坡面漫流：蓄渗阶段完成后，剩余雨水沿着坡面形成蓄渗阶段完成后，剩余雨水沿着坡面形成坡面坡面漫流漫流。它从局部开始，逐渐扩展到全流域。它从局部开始，逐渐扩展到全流域。 坡面漫流的雨水最后汇入河沟坡面漫流的雨水最后汇入河沟河槽集流河槽集流：汇入到河沟的水，顺着河道由小沟到支流，汇入到河沟的

22、水，顺着河道由小沟到支流，由支流到干流，最后到达流域出口断面。由支流到干流，最后到达流域出口断面。这个阶段称为这个阶段称为河槽集流河槽集流第31页/共65页就其就其水体的运动性质水体的运动性质来看，可分为产流过程和汇流过程；来看，可分为产流过程和汇流过程；就其就其发生的区域发生的区域来看，则可分为流域面上进行的过程和河来看，则可分为流域面上进行的过程和河槽内进行的过程槽内进行的过程地面径地面径流形成流形成过程过程&径流形成过程径流形成过程产流过程（蓄渗过程）产流过程（蓄渗过程）汇流过程汇流过程坡面漫流坡面漫流河槽集流河槽集流流域面上的过程流域面上的过程河槽内的过程河槽内的过程径流形成的

23、四个过程，由于流域内径流形成的四个过程，由于流域内降雨量降雨量和和损失强损失强度度不同，因此在时间上并无截然的分界，而是不同，因此在时间上并无截然的分界，而是交替交替进行进行注意注意第32页/共65页洪水过程洪水过程 流量过程线、水位过程线流量过程线、水位过程线 历时历时 洪峰流量、洪峰水位洪峰流量、洪峰水位 年最大流量年最大流量第33页/共65页& 影响径流的主要因素影响径流的主要因素主要主要因素因素气候因素气候因素下垫面因素下垫面因素降雨强度、降雨历时、降雨面积：降雨强度、降雨历时、降雨面积：降雨强度大，历降雨强度大，历时长，面积大，则降雨量大，径流量也大时长，面积大，则降雨量大，

24、径流量也大蒸发：蒸发：在一定降雨条件下，蒸发越大，径流越小在一定降雨条件下，蒸发越大，径流越小几何因素：几何因素：汇水面积的大小与形状汇水面积的大小与形状自然地理位置因素：自然地理位置因素：地理位置及地形地理位置及地形人类活动因素人类活动因素：地质自然条件：土壤、地质因素，植被地质自然条件：土壤、地质因素，植被人类在汇水区内进行的开垦、种植、人类在汇水区内进行的开垦、种植、田地开发、灌溉、截流等活动均会对田地开发、灌溉、截流等活动均会对径流量造成极大的影响径流量造成极大的影响第34页/共65页& 我国河流的水量补给我国河流的水量补给水量水量补给补给来源来源雨源类雨源类雨雪源类雨雪源类外

25、河流：外河流：流入海洋的河流流入海洋的河流内河流：内河流：流入内陆湖泊或消失于沙漠之中的河流流入内陆湖泊或消失于沙漠之中的河流冰雪源类冰雪源类F我国河流我国河流除西北地区的内河流除西北地区的内河流靠高山靠高山积雪为水源积雪为水源以以外，外，其他地区的河流其他地区的河流主要靠主要靠雨水补给雨水补给第35页/共65页2.3 2.3 水文测验水文测验在若干固定的测流断面上，定时进行水位、流速、流量、在若干固定的测流断面上，定时进行水位、流速、流量、泥沙等各项水文要素的观测和资料整编泥沙等各项水文要素的观测和资料整编称为水文测验称为水文测验水文测验水文测验水位观测水位观测流速测量流速测量流量计算流量计

26、算水位计算水位计算流速仪测速流速仪测速浮标测速浮标测速第36页/共65页& 水位观测水位观测F水位是河流最基本的水文要素，河流的水位变化反映河道中水量的增减水位是河流最基本的水文要素，河流的水位变化反映河道中水量的增减F水文站的观测水位水文站的观测水位是指某一时刻该是指某一时刻该水文站测流断面水文站测流断面的水面相对于的水面相对于某一某一基准面的高程基准面的高程F水位通常是由设立在测流断面上的水尺读数加水尺零点高程来确定，水位通常是由设立在测流断面上的水尺读数加水尺零点高程来确定，见图见图2-3-1水文站固定观测水文站固定观测的河流横断面的河流横断面F水位观测应连续进行，应测得完整的水

27、位变化过程，从而计算日平水位观测应连续进行，应测得完整的水位变化过程，从而计算日平均水位和研究各次洪水的变化规律均水位和研究各次洪水的变化规律一般以黄海平均海平面一般以黄海平均海平面作为我国陆地高程的计作为我国陆地高程的计算面，即算面，即基准面基准面F需在测流断面设立比降水尺，观测两个断面之间的水面落差，用以需在测流断面设立比降水尺，观测两个断面之间的水面落差，用以计算两个断面之间的计算两个断面之间的水面比降水面比降第37页/共65页& 流速测量流速测量F流速分布特征流速分布特征u河岸向河心逐渐增大，河底向水面逐渐增大；u最大流速在最大水深的水面附近。第38页/共65页& 流速

28、测量流速测量基本原理：基本原理：测速时将流速仪放到测点处，水流冲击旋杯（或旋浆）测速时将流速仪放到测点处，水流冲击旋杯（或旋浆）使其转动，根据每秒转数与流速的关系推算该点的流速使其转动，根据每秒转数与流速的关系推算该点的流速F流速仪测速流速仪测速第39页/共65页& 流速测量流速测量F流速仪测速流速仪测速测速垂线测速垂线：采用流速仪测速时，在测流断面上布置适当数量：采用流速仪测速时，在测流断面上布置适当数量的施测垂线，称为测速垂线。的施测垂线，称为测速垂线。确定测点确定测点：一点、两点、三点法、五点法：一点、两点、三点法、五点法起点距、测深垂线、测速垂线、测点第40页/共65页&

29、; 流速测量流速测量F流速仪测速流速仪测速第41页/共65页& 流速测量流速测量基本原理：基本原理：水面浮标测速是在测流河段上沿河宽均匀投放浮标，测出浮水面浮标测速是在测流河段上沿河宽均匀投放浮标，测出浮标通过上下游两个断面间的时间和上下游两断面间的距离，标通过上下游两个断面间的时间和上下游两断面间的距离，就可以计算浮标的漂行速度，作为就可以计算浮标的漂行速度，作为水面流速。水面流速。F浮标测速浮标测速浮标测速不如流速仪测速准确，常在没有条件进行浮标测速不如流速仪测速准确，常在没有条件进行流速仪测速时采用。流速仪测速时采用。注：注：第42页/共65页& 流量计算流量计算F 思路

30、：思路：通过流速垂线将河流过水断面划分成通过流速垂线将河流过水断面划分成n个部分面积，利用实测个部分面积，利用实测流速计算各个部分面积的断面平均流速和流量，再把各个部分面积的流速计算各个部分面积的断面平均流速和流量，再把各个部分面积的流量的总和作为全截面的流量流量的总和作为全截面的流量F流量计算步骤流量计算步骤（用流速仪测速）（用流速仪测速）：F 定义：定义：河流的流量河流的流量是过水断面面积与断面平均流速的乘积。是过水断面面积与断面平均流速的乘积。第一步：以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分第一步：以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分面积面积Ai第二步：根据各测点的实测流

31、速，计算各测速垂线的平均流速第二步：根据各测点的实测流速，计算各测速垂线的平均流速 Vmi流流速速计计算算公公式式五点法五点法三点法三点法两点法两点法一点法一点法0.18.06.02.00.0233101vvvvvvm8.06.02.031vvvvm8.02.021vvvm6.0vvmh 10m10h 3m3h 1.5mh1.5m第43页/共65页& 流量计算流量计算F流量计算步骤流量计算步骤（用流速仪测速）（用流速仪测速）：第一步：以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分第一步：以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分面积面积Ai第二步：根据各测点的实测流速，计算各测速垂

32、线的平均流速第二步：根据各测点的实测流速，计算各测速垂线的平均流速 Vmi第三步：计算各个部分面积的平均流速第三步：计算各个部分面积的平均流速 Vi岸边或死水边的部分平均流速岸边或死水边的部分平均流速11mvv中间部分平均流速中间部分平均流速miimivvv1,21死水边取死水边取0.6；斜坡岸边取斜坡岸边取0.7；陡岸边（平整）取陡岸边（平整）取0.8；陡岸边（不平整）取陡岸边（不平整）取0.9；第44页/共65页& 流量计算流量计算F流量计算步骤流量计算步骤（用流速仪测速）（用流速仪测速） ：死水边取死水边取0.6；斜坡岸边取斜坡岸边取0.7；陡岸边（平整）取陡岸边（平整）取0.8

33、；陡岸边（不平整）取陡岸边（不平整）取0.9；第四步：计算各个部分面积的流量第四步：计算各个部分面积的流量Qi（称为部分流量称为部分流量）iiiAvQ第五步：计算全断面流量第五步：计算全断面流量QiiiAvQQ第一步：以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分第一步：以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分面积面积Ai第二步：根据各测点的实测流速，计算各测速垂线的平均流速第二步：根据各测点的实测流速，计算各测速垂线的平均流速 Vmi第三步：计算各个部分面积的平均流速第三步：计算各个部分面积的平均流速 Vi全断面流速全断面流速AQv 第45页/共65页& 流量计算流量计算F流量

34、计算步骤流量计算步骤（用流速仪测速）（用流速仪测速） ：流速仪测流速流速仪测流速测流断面及断面流速分布测流断面及断面流速分布第46页/共65页& 流量计算流量计算F流量计算步骤流量计算步骤（用水面浮标测流）（用水面浮标测流）：第一步：第一步：以测深垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分以测深垂线将测流断面划分成若干部分，计算各部分面积面积Ai；第二步第二步：根据各浮标的漂行速度和起点距，在测流断面图上绘出水：根据各浮标的漂行速度和起点距，在测流断面图上绘出水面流速分布曲线，并从该曲线上读出各测深垂线处的水面面流速分布曲线，并从该曲线上读出各测深垂线处的水面流速；流速；第三步：第三步：

35、把各个测深垂线的水面流速直接作为垂线平均流速，按上把各个测深垂线的水面流速直接作为垂线平均流速，按上述流速仪测流时流量计算的同样方法，计算部分平均流速、述流速仪测流时流量计算的同样方法，计算部分平均流速、部分流量和全断面流量。这样计算的全断面流量称为部分流量和全断面流量。这样计算的全断面流量称为全断全断面虚流量面虚流量，全断面实际流量等于虚流量乘以全断面实际流量等于虚流量乘以浮标系数浮标系数。实际流量计算公式实际流量计算公式ffQKQ 水深较大的大河取水深较大的大河取0.850.90水深较小的小河取水深较小的小河取0.750.85第47页/共65页& 相应水位计算相应水位计算F算术平均

36、法：算术平均法：计算方法：计算方法：一般取测流开始和终止时，两次观测水一般取测流开始和终止时，两次观测水位的位的算术平均值算术平均值作为相应水位。作为相应水位。F加权平均法：加权平均法：适用情况：适用情况：测流过程中，由水位变化引测流过程中，由水位变化引起的过水断面面积的变化起的过水断面面积的变化不超过不超过510平均水深平均水深1m不超过不超过1020平均水深平均水深1m相应水位计算公式相应水位计算公式nimiiniimiivBHvBH11适用情况：适用情况：水位变化情况不满足上述条件水位变化情况不满足上述条件第48页/共65页水水文文资资料料的的来来源源水文站观测资料水文站观测资料洪水调查

37、资料洪水调查资料文献考证资料文献考证资料2.4 2.4 水文资料的整理与搜集水文资料的整理与搜集第49页/共65页& 水位站观测资料水位站观测资料 能较为真实反映客观实际，是水文分析的主要能较为真实反映客观实际，是水文分析的主要依据；依据；F搜集搜集桥位附近水文站历年实测最大流量及其相应桥位附近水文站历年实测最大流量及其相应的水位、流速、糙率、水面比降等实测资料；的水位、流速、糙率、水面比降等实测资料；F了解了解水文站的建站历史、测设方法及设备，测流水文站的建站历史、测设方法及设备，测流断面和河段情况以及水文站掌握的水文调查资料。断面和河段情况以及水文站掌握的水文调查资料。F复核复核：

38、 洪水水位：基准面和基准水尺的变动、水洪水水位：基准面和基准水尺的变动、水位观测中的漏测、异常水位。位观测中的漏测、异常水位。 洪峰流量洪峰流量: 断面的变化、流速观测、水位流断面的变化、流速观测、水位流量曲线外延量曲线外延第50页/共65页& 洪水调查资料洪水调查资料F洪水调查资料是搜集水文资料的一种有效方法，能补充水洪水调查资料是搜集水文资料的一种有效方法，能补充水文站观测和文献考证资料的不足，提高水文分析和计算的文站观测和文献考证资料的不足，提高水文分析和计算的精度；精度；F洪水调查工作的主要内容：洪水调查工作的主要内容：?在桥位上下游调查历史上各次较大洪水的水位，在桥位上下游调

39、查历史上各次较大洪水的水位，确定洪水比降和河床糙率，推算相应的历史洪确定洪水比降和河床糙率，推算相应的历史洪水位，作为水文分析和计算的依据；水位，作为水文分析和计算的依据；?调查桥位附近河道的冲淤变形及河床演变，作调查桥位附近河道的冲淤变形及河床演变，作为确定历史洪水计算断面和桥墩台天然冲刷深为确定历史洪水计算断面和桥墩台天然冲刷深度的依据。度的依据。第51页/共65页& 洪水调查资料洪水调查资料项项 目目等等 级级可可 靠靠较较可靠可靠供供参考参考指认指认人印象人印象和旁证和旁证亲眼亲眼所见，印象深刻，所见，印象深刻，所述情况逼真，旁证所述情况逼真，旁证确凿确凿亲眼亲眼所见，印象比较

40、所见，印象比较深刻，所述情况比较深刻，所述情况比较逼真，旁证材料较少逼真，旁证材料较少听听传说，或印象不深，传说，或印象不深，所述情况不够清楚具所述情况不够清楚具体，缺乏旁证体，缺乏旁证标志标志物和物和洪痕洪痕标志标志物固定，洪痕位物固定，洪痕位置具体或有明显的洪置具体或有明显的洪痕痕标志标志物变化不大，洪物变化不大，洪痕位置较具体痕位置较具体标志标志物已有较大的变物已有较大的变化，洪痕位置模糊化，洪痕位置模糊估计误差估计误差范围（范围（m m）小于小于0.20.20.20.50.20.50.51.00.51.0第52页/共65页& 洪水调查资料洪水调查资料第53页/共65页&

41、 洪水调查资料洪水调查资料F根据洪水调查进行相关的计算根据洪水调查进行相关的计算1 形态断面的选择形态断面的选择n形态断面：形态断面：计算流量所依据的河流横断面计算流量所依据的河流横断面n形态断面选定：形态断面选定：?应根据河段特征、水文特性和洪水位痕迹的多少来确定；应根据河段特征、水文特性和洪水位痕迹的多少来确定；?应尽量垂直于洪水流向；应尽量垂直于洪水流向；? 宜选在河段顺直、河床稳定、冲淤变化小、岸坡稳定，并无河湾、河汊、沙宜选在河段顺直、河床稳定、冲淤变化小、岸坡稳定，并无河湾、河汊、沙洲的河段上。洲的河段上。n形态断面一般应在桥位上下游各选一个，以便核对计算结果。形态断面一般应在桥位

42、上下游各选一个，以便核对计算结果。第54页/共65页& 洪水调查资料洪水调查资料F根据洪水调查进行相关的计算根据洪水调查进行相关的计算2 形态断面的流速和流量计算形态断面的流速和流量计算平均流速计算公式：平均流速计算公式：2/13/21iRnv 2/13/2imRv 谢才满宁谢才满宁公式公式2/13/2imhv 对对 宽浅河流宽浅河流流流量量计计算算公公式式单式断面单式断面：复式断面复式断面：vQtcttccQQvvQ水力半径指某输水断面的过流面积与输水断面和水体接触的边长（湿周）之比。第55页/共65页& 洪水调查资料洪水调查资料F根据洪水调查进行相关的计算根据洪水调查进行相关的计算3 洪水比降的确定洪水比降的确定n洪水比降：洪水比降：河流中出现洪峰时的水面比降河流中出现洪峰时的水面比降n形态断面的流速计算应采用断面所在河段的洪水比降；形态断面的流速计算应采用断面所在河段的洪水比降；n根据历史洪水位计算历史洪水的流速，应尽量采用与历史洪水位相应的洪根据历史洪水位计算历史洪水的流